Газообразные загрязнители формируются в результате химических реакций, например, окисления, обжига руд и нерудного минерального сырья (цветная металлургия, производство цемента). При сжигании топлива образуются огромные количества газообразных соединений — оксиды серы, азота, углерода, тяжелых и радиоактивных металлов. Реакции восстановления также являются источником газообразных загрязняющих соединений, например, производство кокса, соляной кислоты из хлора и водорода, аммиака из атмосферного азота и кислорода. Существуют такие газообразные загрязнители атмосферы, как: (бензапирен, альдегиды, органические кислоты, NO2, CO2, CO, NOx и др.) и аэрозоли(зала, сажа(Pb, MO, Li, Ni, Zn) и др.), радионуклиды и др.)
В атмосферном воздухе, в первую очередь промышленных центров и городов, в результате сложных химических реакций смеси газов (главным образом окислов азота и углеводородов, содержащихся в выхлопных газах автомобилей), протекающих в нижних его слоях под действием солнечного света, образуются различные вещества, ядовитый туман. Такой ядовитый туман получил название «смог».
Парниковый эффект связан с накоплением в атмосфере «парниковых газов», основные из которых CO2, CH4, основной разрушающий газ – фреон, Cl, F, оксиды азота.
Атмосфера насыщенная парниковыми газами действует как крыша теплицы. С 1-й стороны пропускает солнечное излучение, с другой почти не пропускает снаружи тепло. Следствием увеличения концентрации парниковых газов является рост средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности.